JP2017045537A - Manufacturing method of negative electrode for lithium ion secondary battery and negative electrode for lithium ion secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative electrode for a lithium ion secondary battery with improved Li precipitation resistance.SOLUTION: A manufacturing method of a negative electrode for a lithium ion secondary battery includes: a first step (S101) of preparing a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate; and a second step (S102) of producing the negative electrode for a lithium ion secondary battery by using the negative electrode mixture. In the first step, the negative electrode mixture is prepared so that the negative electrode mixture contains lithium tungstate of greater than 0 μmol/g and less than or equal to 201 μmol/g.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用負極の製造方法およびリチウムイオン二次電池用負極に関する。   The present invention relates to a method for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery and a negative electrode for a lithium ion secondary battery.

特開2015−022913号公報(特許文献1)には、リチウム(Li)イオンを可逆的に挿入および脱離させることができる、負極活物質が開示されている。   JP-A-2015-022913 (Patent Document 1) discloses a negative electrode active material capable of reversibly inserting and desorbing lithium (Li) ions.

特開2015−022913号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-022913 特開2004−063123号公報JP 2004-063123 A

リチウムイオン二次電池の負極活物質として、黒鉛(グラファイト)が知られている。黒鉛は、炭素原子がsp2結合によってハニカム状に結合したシート(「グラフェン」と称される)が複数積み重なった結晶構造を有する。黒鉛において、グラフェン間の空隙には、Liイオンを可逆的に挿入および脱離させることができる。 Graphite (graphite) is known as a negative electrode active material for lithium ion secondary batteries. Graphite has a crystal structure in which a plurality of sheets (called “graphene”) in which carbon atoms are bonded in a honeycomb shape by sp 2 bonds are stacked. In graphite, Li ions can be reversibly inserted and desorbed in the gaps between graphene.

リチウムイオン二次電池は、典型的なロッキングチェア型電池である。すなわちリチウムイオン二次電池において、電解液中のLiイオン(電荷担体)の濃度は、電池の充電状態にかかわらず略一定である。たとえば充電時は、電流の供給により、電解液中のLiイオンが負極活物質に挿入される。同時に、負極活物質に挿入されたLiイオン量と同じ量のLiイオンが、正極活物質から電解液中へと放出され、電解液中のLiイオン濃度は略一定に保たれる。   A lithium ion secondary battery is a typical rocking chair type battery. That is, in the lithium ion secondary battery, the concentration of Li ions (charge carriers) in the electrolytic solution is substantially constant regardless of the state of charge of the battery. For example, during charging, Li ions in the electrolytic solution are inserted into the negative electrode active material by supplying current. At the same time, the same amount of Li ions as the amount of Li ions inserted into the negative electrode active material is released from the positive electrode active material into the electrolytic solution, and the Li ion concentration in the electrolytic solution is kept substantially constant.

しかし実際上、電解液中のLiイオン濃度は常に均質ではなく、部分的な偏りを含む場合もある。たとえば、車載用のリチウムイオン二次電池では、短時間にパルス波状の大電流充電が行われる場合がある。このとき充電電流の大きさによっては、電解液中のLiイオンの移動が充電電流に追いつかず、負極活物質の周囲においてLiイオンが不足する場合がある。負極活物質の周囲において、負極活物質に挿入すべきLiイオンが不足すると、大きな分極が生じることになる。これにより負極電位が低下して、Li金属の析出電位に達する可能性もある。   However, in practice, the Li ion concentration in the electrolytic solution is not always homogeneous and may include partial bias. For example, in a vehicle-mounted lithium ion secondary battery, pulse wave-shaped large current charging may be performed in a short time. At this time, depending on the magnitude of the charging current, the movement of Li ions in the electrolytic solution may not catch up with the charging current, and Li ions may be insufficient around the negative electrode active material. If there is a shortage of Li ions to be inserted into the negative electrode active material around the negative electrode active material, large polarization occurs. As a result, the negative electrode potential may be lowered and reach the deposition potential of Li metal.

こうした懸念から、リチウムイオン二次電池では、多くの場合、充電電流の上限が低く設定されている。そのため、たとえばハイブリッド車両等において、回生電力の回収に取りこぼしが生じる場合もある。上限を超えた充電電流(入力)が制限されるためである。   Due to these concerns, in many cases, the upper limit of the charging current is set low in the lithium ion secondary battery. For this reason, for example, in a hybrid vehicle or the like, there is a case where the recovery of the regenerative power is lost. This is because charging current (input) exceeding the upper limit is limited.

ゆえに本発明では、Li析出が起こり難い、すなわちLi析出耐性が向上したリチウムイオン二次電池用負極の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a negative electrode for a lithium ion secondary battery in which Li precipitation hardly occurs, that is, Li precipitation resistance is improved.

〔1〕リチウムイオン二次電池用負極の製造方法は、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を調製する第1ステップと、該負極合材を用いてリチウムイオン二次電池用負極を製造する第2ステップと、を備える。当該製造方法では、第1ステップにおいて、負極合材がタングステン酸リチウムを0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有するように、該負極合材を調製する。   [1] A method for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery includes a first step of preparing a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate, and a lithium ion secondary battery using the negative electrode mixture A second step of manufacturing a negative electrode. In the manufacturing method, in the first step, the negative electrode mixture is prepared so that the negative electrode mixture contains lithium tungstate exceeding 0 μmol / g and not more than 201 μmol / g.

上記〔1〕の製造方法では、負極合材にタングステン酸リチウム(典型的には「Li2WO4」)を添加している。こうして調製された負極合材では、負極活物質の周囲にタングステン酸リチウムが存在する。そのため、負極活物質の周囲においてLiイオンの存在量が増え、大電流充電時に、Liイオンの不足による負極電位の低下が抑制されると考えられる。さらにLiイオンを放出したタングステン酸イオンが非共有電子対を有するために、負極活物質の求核性、すなわち負極活物質とLiイオンとの反応性を高める効果が期待できる。これにより、Liイオンの負極活物質への挿入反応が円滑に進行すると考えられる。これらが相乗することにより、上記〔1〕の製造方法により製造されたリチウムイオン二次電池用負極では、Li析出耐性が向上すると考えられる。 In the production method [1], lithium tungstate (typically “Li 2 WO 4 ”) is added to the negative electrode mixture. In the negative electrode mixture thus prepared, lithium tungstate is present around the negative electrode active material. For this reason, the amount of Li ions present around the negative electrode active material is increased, and it is considered that the decrease in the negative electrode potential due to the lack of Li ions is suppressed during large current charging. Furthermore, since the tungstate ion from which Li ions are released has an unshared electron pair, it can be expected to increase the nucleophilicity of the negative electrode active material, that is, the reactivity between the negative electrode active material and Li ions. Thereby, it is considered that the insertion reaction of Li ions into the negative electrode active material proceeds smoothly. As a result of these synergies, it is considered that the lithium deposition resistance is improved in the negative electrode for a lithium ion secondary battery produced by the production method of [1] above.

ただし、負極合材に対するタングステン酸リチウムの添加量は、201μmоl/g以下とする。201μmоl/gを超えると、かえってLi析出耐性が低下する可能性があるためである。   However, the amount of lithium tungstate added to the negative electrode mixture is 201 μmol / g or less. This is because if it exceeds 201 μmol / g, the Li precipitation resistance may be lowered.

〔2〕第1ステップにおいて、負極合材がタングステン酸リチウムを20μmоl/g以上含有するように、負極合材を調製することが好ましい。かかる範囲において、Li析出耐性の向上が期待できる。   [2] In the first step, the negative electrode mixture is preferably prepared so that the negative electrode mixture contains 20 μmol / g or more of lithium tungstate. In such a range, improvement in Li precipitation resistance can be expected.

〔3〕第1ステップにおいて、負極合材が、電気化学的な還元反応により負極活物質の表面に被膜を形成する被膜形成剤をさらに含有するように、負極合材を調製することが好ましい。被膜形成剤は、たとえば初回の充電時に、負極活物質の表面に被膜を形成する。被膜により、タングステン酸リチウムを負極活物質の表面に固定できると考えられる。また被膜には、たとえば高温保存時等において、タングステン酸リチウムの溶出を抑制する効果が期待できる。これにより高温保存時等において、Li析出耐性の低下を抑制する効果が期待できる。   [3] In the first step, it is preferable to prepare the negative electrode mixture such that the negative electrode mixture further contains a film forming agent that forms a film on the surface of the negative electrode active material by an electrochemical reduction reaction. The film forming agent forms a film on the surface of the negative electrode active material, for example, at the first charge. It is considered that the lithium tungstate can be fixed to the surface of the negative electrode active material by the coating. In addition, the coating can be expected to have an effect of suppressing elution of lithium tungstate during, for example, high temperature storage. Thereby, the effect which suppresses the fall of Li precipitation tolerance at the time of high temperature preservation | save etc. can be expected.

〔4〕被膜形成剤は、ビニレンカーボネートであることが好ましい。ビニレンカーボネートに由来する被膜では、タングステン酸リチウムの溶出を抑制する効果が大きいと考えられる。   [4] The film forming agent is preferably vinylene carbonate. The coating derived from vinylene carbonate is considered to have a large effect of suppressing elution of lithium tungstate.

〔5〕第1ステップにおいて、負極合材におけるビニレンカーボネートの含有量を、該負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値が、0.85以上1.2以下となるように、該負極合材を調製することが好ましい。かかる範囲において、Li析出耐性の低下を抑制する効果が大きい傾向にあるためである。   [5] In the first step, the value obtained by dividing the content of vinylene carbonate in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture is 0.85 or more and 1.2 or less. It is preferable to prepare a negative electrode mixture. This is because, within such a range, the effect of suppressing a decrease in Li precipitation resistance tends to be large.

〔6〕被膜形成剤は、リチウムビス(オキサレート)ボレートであってもよい。リチウムビス(オキサレート)ボレートに由来する被膜でも、タングステン酸リチウムの溶出を抑制する効果が期待できる。   [6] The film forming agent may be lithium bis (oxalate) borate. Even a coating derived from lithium bis (oxalate) borate can be expected to suppress the elution of lithium tungstate.

〔7〕リチウムイオン二次電池用負極は、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を備える。負極合材は、タングステン酸リチウムを0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有する。上記のように、タングステン酸リチウムが添加された負極合材では、Li析出耐性の向上が期待できる。   [7] A negative electrode for a lithium ion secondary battery includes a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate. The negative electrode mixture contains lithium tungstate exceeding 0 μmol / g and not more than 201 μmol / g. As described above, the negative electrode mixture to which lithium tungstate is added can be expected to improve Li precipitation resistance.

〔8〕負極合材は、タングステン酸リチウムを20μmоl/g以上含有することが好ましい。かかる範囲において、Li析出耐性の向上が期待できる。   [8] The negative electrode mixture preferably contains 20 μmol / g or more of lithium tungstate. In such a range, improvement in Li precipitation resistance can be expected.

上記によれば、Li析出耐性が向上したリチウムイオン二次電池用負極が提供される。   According to the above, a negative electrode for a lithium ion secondary battery having improved Li precipitation resistance is provided.

本発明の実施形態に係るリチウムイオン二次電池用負極の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of the negative electrode for lithium ion secondary batteries which concerns on embodiment of this invention. リチウムイオン二次電池の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of a lithium ion secondary battery. 本発明の実施形態に係るリチウムイオン二次電池用負極の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the negative electrode for lithium ion secondary batteries which concerns on embodiment of this invention. 正極の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of a positive electrode. 電極群の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of an electrode group. リチウムイオン二次電池の構成の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of a structure of a lithium ion secondary battery. 負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量と、限界電流値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of lithium tungstate in a negative electrode compound material, and a limiting current value. ビニレンカーボネートの含有量をタングステン酸リチウムの含有量で除した値と、高温保存後の限界電流値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the value which remove | divided content of vinylene carbonate by content of lithium tungstate, and the limiting current value after high temperature storage.

以下、本発明の実施形態(以下「本実施形態」と記す場合がある)の一例を説明する。ただし、本実施形態は以下の説明に限定されるものではない。以下の説明では、リチウムイオン二次電池用負極を単に「負極」と、リチウムイオン二次電池を単に「電池」と記す場合がある。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention (hereinafter may be referred to as “this embodiment”) will be described. However, this embodiment is not limited to the following description. In the following description, a negative electrode for a lithium ion secondary battery may be simply referred to as a “negative electrode”, and a lithium ion secondary battery may be simply referred to as a “battery”.

<リチウムイオン二次電池用負極の製造方法>
図1は、本実施形態に係る製造方法の概略を示すフローチャートである。図1に示すように、当該製造方法は、第1ステップ(S101)と第2ステップ(S102)とを備える。以下、各ステップを説明する。
<Method for producing negative electrode for lithium ion secondary battery>
FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a manufacturing method according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the manufacturing method includes a first step (S101) and a second step (S102). Hereinafter, each step will be described.

《第1ステップ(S101)》
第1ステップでは、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を調製する。まず、負極合材を構成すべき各種材料を準備する。
<< First Step (S101) >>
In the first step, a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate is prepared. First, various materials that should constitute the negative electrode composite are prepared.

(負極活物質)
負極活物質は、典型的には黒鉛である。負極活物質は、黒鉛の他、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)等であってもよい。すなわち、負極活物質は、黒鉛、易黒鉛化性炭素および難黒鉛化性炭素からなる群より選択される少なくとも1種でもよい。ここで易黒鉛化性炭素は、不活性雰囲気中2500℃以上の熱処理によって、黒鉛類似の規則的な結晶構造を生成し易い炭素材料を示す。また難黒鉛化性炭素は、同条件でも、黒鉛類似の規則的な結晶構造を生成し難い炭素材料を示す。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material is typically graphite. In addition to graphite, the negative electrode active material may be graphitizable carbon (soft carbon), non-graphitizable carbon (hard carbon), or the like. That is, the negative electrode active material may be at least one selected from the group consisting of graphite, graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon. Here, the easily graphitizable carbon indicates a carbon material that easily forms a regular crystal structure similar to graphite by a heat treatment at 2500 ° C. or higher in an inert atmosphere. Further, non-graphitizable carbon is a carbon material that hardly forms a regular crystal structure similar to graphite even under the same conditions.

負極活物質は、たとえば鱗片状の天然黒鉛に球形化処理を施した粒子でもよい。球形化処理とは、たとえば、鱗片状の黒鉛粒子に、グラフェン平面と平行に応力を加えることにより、粒子を折りたたんで、粒子の外形を球形に近づける処理を示す。球形化処理は、部分的な粉砕を伴う場合もある。具体的には、たとえば高速気流中で、鱗片状の黒鉛粒子に衝撃を与える方法等が考えられる。球形化された黒鉛粒子に対して、さらに非晶質炭素(アモルファスカーボン)による被覆処理を施してもよい。すなわち負極活物質は、球形化黒鉛粒子と、該球形化黒鉛粒子の表面に付着した非晶質炭素とを含む複合粒子であってもよい。   The negative electrode active material may be, for example, particles obtained by spheroidizing natural scaly graphite. The spheroidization treatment refers to, for example, a treatment in which particles are folded by applying stress to the scaly graphite particles in parallel with the graphene plane so that the outer shape of the particles approaches a sphere. The spheronization process may involve partial grinding. Specifically, for example, a method of giving an impact to the scaly graphite particles in a high-speed air flow can be considered. The spheroidized graphite particles may be further coated with amorphous carbon. That is, the negative electrode active material may be composite particles including spheroidized graphite particles and amorphous carbon attached to the surfaces of the spheroidized graphite particles.

負極活物質の平均粒径は、好ましくは5μm以上15μm以下である。本明細書の平均粒径は、レーザ回折散乱法によって測定された体積基準の粒度分布において、累積値50%での粒径(「d50」、「メジアン径」等とも称される)を示す。また負極活物質のBET比表面積は、好ましくは2.9m2/g以上5.1m2/g以下である。かかる範囲において、大電流充電特性と、保存特性とのバランスが良い。BET比表面積は、窒素ガスを用いたBET法により測定された値を示す。 The average particle diameter of the negative electrode active material is preferably 5 μm or more and 15 μm or less. The average particle size in the present specification indicates a particle size (also referred to as “d50”, “median diameter”, etc.) at a cumulative value of 50% in a volume-based particle size distribution measured by a laser diffraction scattering method. Moreover, the BET specific surface area of the negative electrode active material is preferably 2.9 m 2 / g or more and 5.1 m 2 / g or less. In such a range, the balance between the large current charging characteristic and the storage characteristic is good. The BET specific surface area indicates a value measured by a BET method using nitrogen gas.

(タングステン酸リチウム)
タングステン酸リチウムは、典型的にはLi2WO4である。ただしタングステン酸リチウムの形態は、必ずしもLi2WO4に限定されない。タングステン酸リチウムは、たとえばLi4WO5、Li629等の形態をとることも有り得る。またタングステン酸リチウムは、水和物である場合も有り得る。
(Lithium tungstate)
The lithium tungstate is typically Li 2 WO 4 . However, the form of lithium tungstate is not necessarily limited to Li 2 WO 4 . Lithium tungstate can take the form of Li 4 WO 5 , Li 6 W 2 O 9, etc., for example. Moreover, the lithium tungstate may be a hydrate.

タングステン酸リチウムの平均粒径は、負極活物質の平均粒径よりも小さいことが好ましい。これにより、負極活物質とタングステン酸リチウムとを混合した際に、タングステン酸リチウムを負極活物質の表面に配置しやすくなると考えられる。タングステン酸リチウムを負極活物質の表面に配置することにより、本実施形態に期待される効果が大きくなると考えられる。   The average particle size of lithium tungstate is preferably smaller than the average particle size of the negative electrode active material. Thereby, when mixing a negative electrode active material and lithium tungstate, it is thought that it becomes easy to arrange | position lithium tungstate on the surface of a negative electrode active material. By arranging lithium tungstate on the surface of the negative electrode active material, it is considered that the effect expected in the present embodiment is increased.

タングステン酸リチウムの平均粒径は、好ましくは0.1μm以上5μm以下である。平均粒径が0.1μm以上のタングステン酸リチウムを用いることにより、Liイオン導電性が低い微粉が含まれ難くなるため、大電流充電特性の向上が期待できる。また平均粒径が5μm以下のタングステン酸リチウムを用いることにより、負極合材中において、タングステン酸リチウムが立体障害となり難く、良好な導電パスが形成されやすくなると考えられる。   The average particle size of lithium tungstate is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less. By using lithium tungstate having an average particle diameter of 0.1 μm or more, it becomes difficult to include fine powder having low Li ion conductivity, and therefore, it is possible to expect an improvement in large current charging characteristics. Moreover, it is considered that by using lithium tungstate having an average particle diameter of 5 μm or less, lithium tungstate is less likely to become a steric hindrance in the negative electrode mixture, and a good conductive path is likely to be formed.

(その他の成分)
前述の負極活物質およびタングステン酸リチウムの他、負極合材を構成する成分としては、増粘材および結着材等が挙げられる。
(Other ingredients)
In addition to the above-described negative electrode active material and lithium tungstate, examples of components constituting the negative electrode mixture include a thickener and a binder.

増粘材は、たとえばカルボキシメチルセルロース(CMC)、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(CMC−Na)、ポリアクリル酸(PAA)、ポリアクリル酸ナトリウム(PAA−Na)、ポリビニルアルコール(PVA)等でよい。結着材は、たとえばスチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等でよい。   The thickener may be, for example, carboxymethylcellulose (CMC), sodium salt of carboxymethylcellulose (CMC-Na), polyacrylic acid (PAA), sodium polyacrylate (PAA-Na), polyvinyl alcohol (PVA), and the like. The binder may be, for example, styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), polytetrafluoroethylene (PTFE), or the like.

(被膜形成剤)
さらに本実施形態では、電気化学的な還元反応により負極活物質の表面に被膜を形成する被膜形成剤を、負極合材に含有させることが好ましい。電気化学的な還元反応は、たとえば電池において初回の充電時に生起させることができる。従来、こうした被膜形成剤は、電解液に添加されている。被膜形成剤を電解液ではなく、負極合材に直接含有させておくことにより、タングステン酸リチウムを負極活物質に固定する効果が大きくなると考えられる。また当該被膜によって、たとえば高温保存時等にタングステン酸リチウムの溶出を抑制できると考えられる。
(Film forming agent)
Furthermore, in this embodiment, it is preferable to contain in the negative electrode mixture a film forming agent that forms a film on the surface of the negative electrode active material by an electrochemical reduction reaction. The electrochemical reduction reaction can occur, for example, when the battery is first charged. Conventionally, such a film-forming agent is added to the electrolytic solution. It is considered that the effect of fixing lithium tungstate to the negative electrode active material is increased by including the film forming agent directly in the negative electrode mixture instead of the electrolyte solution. In addition, it is considered that the elution of lithium tungstate can be suppressed by the coating, for example, during high temperature storage.

被膜形成剤は、たとえば0.5〜1.5V(vs.Li+/Li)程度の範囲に、還元電位を有する化合物であることが好ましい。被膜形成剤としては、たとえばリチウムビス(オキサレート)ボレート〔LiB(C242;略称「LiBOB」〕、リチウムジフルオロオキサレートボレート〔LiBF2(C24)〕、リチウムジフルオロビス(オキサレート)ホスフェート〔LiPF2(C242〕、ジフルオロリン酸リチウム(LiPO22)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、エチレンサルファイト(ES)、プロパンスルトン(PS)等が挙げられる。これらの被膜形成剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。すなわち被膜形成剤は、LiBOB、LiBF2(C24)、LiPF2(C242、LiPO22、VC、VEC、FEC、ESおよびPSからなる群より選択される少なくとも1種でもよい。 The film forming agent is preferably a compound having a reduction potential in the range of, for example, about 0.5 to 1.5 V (vs. Li + / Li). Examples of the film forming agent include lithium bis (oxalate) borate [LiB (C 2 O 4 ) 2 ; abbreviation “LiBOB”], lithium difluorooxalate borate [LiBF 2 (C 2 O 4 )], lithium difluorobis (oxalate) ) Phosphate [LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 ], lithium difluorophosphate (LiPO 2 F 2 ), vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), fluoroethylene carbonate (FEC), ethylene sulfite (ES ), Propane sultone (PS) and the like. These film forming agents may be used alone or in combination of two or more. That is, the film forming agent is at least one selected from the group consisting of LiBOB, LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiPO 2 F 2 , VC, VEC, FEC, ES, and PS. It may be a seed.

本発明者の検討によると、上記の被膜形成剤のうち、VC、LiBOBにおいて特に大きな効果が期待できる。すなわち被膜形成剤は、好ましくはVCまたはLiBOBのうち少なくともいずれかである。   According to the study of the present inventor, among the film forming agents described above, a particularly great effect can be expected in VC and LiBOB. That is, the film forming agent is preferably at least one of VC and LiBOB.

(負極合材の調製方法)
本実施形態において、負極合材の調製方法は特に限定されない。たとえば乾式混合により負極合材を調製してもよいし、湿式混合により負極合材を調製してもよい。負極合材は、たとえば溶媒に分散させることにより、塗料(「スラリー」、「ペースト」等と称される)となるように調製してもよい。あるいは、負極合材を造粒することにより、負極合材が造粒体(顆粒の集合体)となるように調製してもよい。以下では、好適手順の一例を示す。
(Method for preparing negative electrode composite)
In the present embodiment, the method for preparing the negative electrode mixture is not particularly limited. For example, the negative electrode mixture may be prepared by dry mixing, or the negative electrode mixture may be prepared by wet mixing. The negative electrode mixture may be prepared to be a paint (referred to as “slurry”, “paste”, etc.) by, for example, being dispersed in a solvent. Or you may prepare so that a negative electrode compound material may become a granulated body (aggregate of granules) by granulating a negative electrode compound material. Below, an example of a suitable procedure is shown.

まず負極合材を構成すべき各成分を秤量する。負極合材における各成分の配合は、たとえば次のとおりである。   First, each component that should constitute the negative electrode mixture is weighed. The composition of each component in the negative electrode mixture is, for example, as follows.

増粘材 :0.1〜2質量%程度
結着材 :0.1〜2質量%程度
タングステン酸リチウム:0μmоl/gを超え201μmоl/g以下
負極活物質 :上記の成分以外の残部(典型的には90〜99質量%程度)。
Thickener: about 0.1 to 2% by mass Binder: about 0.1 to 2% by mass Lithium tungstate: more than 0 μmol / g and not more than 201 μmol / g Negative electrode active material: remainder other than the above components (typical 90 to 99% by mass).

上記のとおり、本実施形態では、負極合材がタングステン酸リチウムを、0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有するように、負極合材を調製する。かかる範囲でLi析出耐性の向上が期待できる。   As described above, in the present embodiment, the negative electrode mixture is prepared so that the negative electrode mixture contains lithium tungstate exceeding 0 μmol / g and not more than 201 μmol / g. In such a range, improvement in Li precipitation resistance can be expected.

本実施形態では、負極合材がタングステン酸リチウムを20μmоl/g以上201μmоl/g以下含有するように、負極合材を調製することが好ましい。後述するように、本発明者の検討では、20μmоl/g以上201μmоl/g以下の範囲において、Li析出耐性の向上幅が大きいことが確認されている。   In the present embodiment, it is preferable to prepare the negative electrode mixture such that the negative electrode mixture contains 20 μmol / g or more and 201 μmol / g or less of lithium tungstate. As will be described later, according to the study by the present inventors, it has been confirmed that the improvement range of Li precipitation resistance is large in the range of 20 μmol / g or more and 201 μmol / g or less.

同検討によると、Li析出耐性の向上幅がより大きい範囲は、20μmоl/g以上135μmоl/g以下の範囲であると考えられる。すなわち、本実施形態では、負極合材がタングステン酸リチウムを20μmоl/g以上135μmоl/g以下含有するように、負極合材を調製することがより好ましい。   According to the study, the range in which the improvement width of Li precipitation resistance is larger is considered to be a range of 20 μmol / g to 135 μmol / g. That is, in the present embodiment, it is more preferable to prepare the negative electrode mixture so that the negative electrode mixture contains 20 μmol / g or more and 135 μmol / g or less of lithium tungstate.

同検討によると、Li析出耐性の向上幅がよりいっそう大きい範囲は、20μmоl/g以上80μmоl/g以下の範囲であると考えられる。すなわち、本実施形態では、負極合材がタングステン酸リチウムを20μmоl/g以上80μmоl/g以下含有するように、負極合材を調製することがよりいっそう好ましい。   According to the examination, the range in which the improvement width of Li precipitation resistance is even greater is considered to be a range of 20 μmol / g or more and 80 μmol / g or less. That is, in the present embodiment, it is even more preferable to prepare the negative electrode mixture such that the negative electrode mixture contains 20 μmol / g or more and 80 μmol / g or less of lithium tungstate.

さらに同検討によると、Li析出耐性の向上幅が最も大きい範囲は、32μmоl/g以上64μmоl/g以下の範囲であると考えられる。すなわち、本実施形態では、負極合材がタングステン酸リチウムを32μmоl/g以上64μmоl/g以下含有するように、負極合材を調製することが最も好ましい。   Furthermore, according to the same study, it is considered that the range in which the improvement width of Li precipitation resistance is the largest is a range of 32 μmol / g or more and 64 μmol / g or less. That is, in this embodiment, it is most preferable to prepare the negative electrode mixture so that the negative electrode mixture contains lithium tungstate in a range of 32 μmol / g to 64 μmol / g.

本実施形態において、被膜形成剤には、タングステン酸リチウムを負極活物質の表面に固定する効果が期待される。したがって負極合材における被膜形成剤の含有量は、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量との関係から定められることが望ましいと考えられる。本発明者の検討によると、被膜形成剤がVCである場合、負極合材におけるVCの含有量を、該負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値が、0.85以上1.2以下となるように、該負極合材を調製することが好ましい。たとえば、タングステン酸リチウムの含有量が20μmоl/g以上201μmоl/g以下である場合、VCの含有量は、17μmоl/g以上241.2μmоl/g以下であることが好ましい。かかる範囲において、タングステン酸リチウムの溶出抑制効果が大きい傾向にあるためである。なお負極合材におけるVCの含有量を、該負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値は、より好ましくは0.90以上1.2以下である。   In the present embodiment, the film forming agent is expected to have an effect of fixing lithium tungstate to the surface of the negative electrode active material. Therefore, it is considered that the content of the film forming agent in the negative electrode mixture is desirably determined from the relationship with the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture. According to the study of the present inventor, when the film forming agent is VC, a value obtained by dividing the content of VC in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture is 0.85 or more. The negative electrode mixture is preferably prepared so as to be 2 or less. For example, when the content of lithium tungstate is 20 μmol / g or more and 201 μmol / g or less, the content of VC is preferably 17 μmol / g or more and 241.2 μmol / g or less. This is because in such a range, the elution suppression effect of lithium tungstate tends to be large. The value obtained by dividing the content of VC in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture is more preferably 0.90 or more and 1.2 or less.

負極合材の調製には、たとえばプラネタリミキサ、ニーダ、ホモジナイザ等の一般的な混合装置、攪拌装置等を用いることができる。負極合材中にタングステン酸リチウムをより均一に分散させるとの観点から、以下に示すように、固練りステップ、希釈分散ステップを経て、負極合材を調製することが望ましい。   For the preparation of the negative electrode mixture, for example, a general mixing device such as a planetary mixer, a kneader, or a homogenizer, a stirring device, or the like can be used. From the viewpoint of more uniformly dispersing lithium tungstate in the negative electrode mixture, it is desirable to prepare the negative electrode mixture through a kneading step and a dilution dispersion step as described below.

固練りステップでは、混合装置の混合容器に、負極活物質、増粘材およびタングステン酸リチウムを投入し、混合を行うことが好ましい。被膜形成剤を使用する場合、被膜形成剤は、固練りステップにおいて投入することが好ましい。かかる態様により、被膜形成剤に期待される効果が大きくなる可能性がある。   In the kneading step, it is preferable to mix the negative electrode active material, the thickener and lithium tungstate by feeding them into the mixing container of the mixing apparatus. When a film forming agent is used, it is preferable to add the film forming agent in the kneading step. Such an aspect may increase the effect expected of the film forming agent.

固練りステップでは、混合物の固形分比率が高い状態(すなわち粘度が高い状態)で、強いせん断力を加えながら、混合物を混練する。ここで固形分比率は、混合物において溶媒以外の成分が占める質量比率を示している。固練りステップにおける固形分比率は、たとえば60〜80質量%程度でよい。固練りステップにおける混合条件(混合時間、攪拌羽根の回転速度等)は、混合物の粉体物性等に応じて適宜変更できる。   In the kneading step, the mixture is kneaded while applying a strong shearing force in a state where the solid content ratio of the mixture is high (that is, a state where the viscosity is high). Here, solid content ratio has shown the mass ratio which components other than a solvent occupy in a mixture. The solid content ratio in the kneading step may be about 60 to 80% by mass, for example. The mixing conditions (mixing time, rotation speed of the stirring blade, etc.) in the kneading step can be appropriately changed according to the powder physical properties of the mixture.

希釈分散ステップでは、混合物に溶媒を追加し、固形分比率を下げた状態(すなわち粘度が低い状態)で、負極合材を溶媒中に分散させる。希釈分散ステップにおける固形分比率は、たとえば40〜60質量%程度である。結着材は、希釈分散ステップにおいて、添加することが望ましい。かかる態様により、大電流充電特性が向上する可能性がある。希釈分散ステップにおける混合条件も、混合物の粘度等に応じて適宜変更できる。たとえば希釈分散ステップでは、固練りステップよりも攪拌羽根の回転速度を速くしてもよい。以上より、負極合材を調製することができる。   In the dilution dispersion step, a solvent is added to the mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in the solvent in a state where the solid content ratio is lowered (that is, in a state where the viscosity is low). The solid content ratio in the dilution and dispersion step is, for example, about 40 to 60% by mass. It is desirable to add the binder in the dilution / dispersion step. Such an aspect may improve the large current charging characteristics. The mixing conditions in the dilution / dispersion step can be appropriately changed according to the viscosity of the mixture. For example, in the dilution and dispersion step, the rotation speed of the stirring blade may be made faster than that in the kneading step. From the above, a negative electrode mixture can be prepared.

《第2ステップ(S102)》
第2ステップでは、負極合材を用いてリチウムイオン二次電池用負極を製造する。上記のように負極合材が塗料化している場合には、負極集電体上に塗料を塗工し、乾燥させることにより、負極合材を負極集電体上に塗着する。塗工には、たとえばダイコータ、グラビアコータ等を用いることができる。負極集電体は、たとえば銅(Cu)箔等である。塗着後の負極合材、すなわち負極合材層を圧縮してもよい。圧縮には、たとえばロール圧延機等を用いることができる。その後、全体を所定の寸法に切断することにより、負極を製造することができる。切断には、たとえばスリッタ等を用いることができる。
<< Second Step (S102) >>
In the second step, a negative electrode for a lithium ion secondary battery is manufactured using the negative electrode mixture. When the negative electrode mixture is made into a paint as described above, the negative electrode mixture is applied onto the negative electrode current collector by coating the paint on the negative electrode current collector and drying it. For coating, for example, a die coater, a gravure coater or the like can be used. The negative electrode current collector is, for example, a copper (Cu) foil. The negative electrode mixture after coating, that is, the negative electrode mixture layer may be compressed. For the compression, for example, a roll mill or the like can be used. Then, a negative electrode can be manufactured by cutting the whole into a predetermined dimension. For example, a slitter or the like can be used for cutting.

負極集電体は、たとえばCu、ニッケル(Ni)等からなる発泡金属基材でもよい。この場合、発泡金属基材に塗料を含浸することにより、負極を製造することができる。また負極合材が造粒体である場合には、たとえば、ロール間で造粒体を圧密することにより、造粒体をシート状に成形し、負極を製造することもできる。   The negative electrode current collector may be a foam metal base material made of, for example, Cu, nickel (Ni) or the like. In this case, the negative electrode can be produced by impregnating the foam metal base material with the paint. When the negative electrode mixture is a granulated body, for example, the granulated body can be formed into a sheet by compacting the granulated body between rolls, and the negative electrode can be produced.

以上、第1ステップおよび第2ステップを経ることにより、リチウムイオン二次電池用負極を製造することができる。   As described above, the negative electrode for a lithium ion secondary battery can be manufactured through the first step and the second step.

<リチウムイオン二次電池用負極>
図3は、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池用負極の構成の一例を示す概略図である。負極100は、帯状のシート部材である。負極100は、負極集電体101と、負極集電体101上に配置された負極合材102とを備える。負極合材102は、負極集電体101の両主面上に配置されている。負極集電体101が負極合材102から露出した露出部103は、外部端子との接続のために設けられている。負極集電体101上において、負極合材102は、負極合材層を構成している。負極100では、負極合材102が、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有するため、Li析出耐性の向上が期待できる。
<Anode for lithium ion secondary battery>
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the negative electrode for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment. The negative electrode 100 is a strip-shaped sheet member. The negative electrode 100 includes a negative electrode current collector 101 and a negative electrode mixture 102 disposed on the negative electrode current collector 101. The negative electrode mixture 102 is disposed on both main surfaces of the negative electrode current collector 101. The exposed portion 103 where the negative electrode current collector 101 is exposed from the negative electrode mixture 102 is provided for connection to an external terminal. On the negative electrode current collector 101, the negative electrode mixture 102 constitutes a negative electrode mixture layer. In the negative electrode 100, since the negative electrode mixture 102 contains at least a negative electrode active material and lithium tungstate, an improvement in Li precipitation resistance can be expected.

リチウムイオン二次電池用負極の製造方法において説明したように、負極合材は、タングステン酸リチウムを、0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有する。負極合材は、タングステン酸リチウムを20μmоl/g以上200μmоl/g以下含有することが好ましい。負極合材は、タングステン酸リチウムを20μmоl/g以上135μmоl/g以下含有することがより好ましい。負極合材は、タングステン酸リチウムを20μmоl/g以上80μmоl/g以下含有することがよりいっそう好ましい。負極合材は、タングステン酸リチウムを32μmоl/g以上64μmоl/g以下含有することが最も好ましい。負極合材において、タングステン酸リチウムの含有量は、たとえばICP発光分光分析装置(ICP−AES)等を用いて測定することができる。   As described in the method for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery, the negative electrode mixture contains lithium tungstate exceeding 0 μmol / g and not more than 201 μmol / g. The negative electrode mixture preferably contains lithium tungstate in an amount of 20 μmol / g to 200 μmol / g. More preferably, the negative electrode mixture contains 20 μmol / g or more and 135 μmol / g or less of lithium tungstate. The negative electrode mixture further preferably contains lithium tungstate in an amount of 20 μmol / g to 80 μmol / g. The negative electrode mixture most preferably contains lithium tungstate in a range of 32 μmol / g to 64 μmol / g. In the negative electrode composite material, the content of lithium tungstate can be measured using, for example, an ICP emission spectroscopic analyzer (ICP-AES) or the like.

負極合材は、前述した被膜形成剤(好ましくはVCまたはLiBOBの少なくともいずれか)を含有することが好ましい。負極合材に、被膜形成剤を直接含有させておくことにより、電池製造時に、負極活物質の表面に、被膜形成剤に由来する被膜を形成することができる。被膜により、タングステン酸リチウムを負極活物質の表面に固定する効果が期待できる。また当該被膜には、タングステン酸リチウムの溶出を抑制する効果が期待できる。被膜形成剤がVCである場合、負極合材において、VCの含有量を、タングステン酸リチウムの含有量で除した値は、0.85以上1.2以下であることが好ましい。同値は、0.90以上1.2以下であることがより好ましい。   The negative electrode mixture preferably contains the above-described film forming agent (preferably at least one of VC and LiBOB). By allowing the negative electrode mixture to directly contain a film forming agent, a film derived from the film forming agent can be formed on the surface of the negative electrode active material during battery production. The effect of fixing lithium tungstate to the surface of the negative electrode active material can be expected by the coating. In addition, the coating can be expected to have an effect of suppressing elution of lithium tungstate. When the film forming agent is VC, the value obtained by dividing the content of VC by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture is preferably 0.85 or more and 1.2 or less. The equivalence is more preferably 0.90 or more and 1.2 or less.

<リチウムイオン二次電池の製造方法>
次に、リチウムイオン二次電池の製造方法を説明する。当該製造方法は、前述したリチウムイオン二次電池用負極の製造方法を含む、リチウムイオン二次電池の製造方法である。
<Method for producing lithium ion secondary battery>
Next, the manufacturing method of a lithium ion secondary battery is demonstrated. The said manufacturing method is a manufacturing method of a lithium ion secondary battery including the manufacturing method of the negative electrode for lithium ion secondary batteries mentioned above.

すなわちリチウムイオン二次電池の製造方法は、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を調製する第1ステップ(S101)と、該負極合材を用いてリチウムイオン二次電池用負極を製造する第2ステップ(S102)と、を備える。   That is, the method for producing a lithium ion secondary battery includes a first step (S101) for preparing a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate, and a negative electrode for a lithium ion secondary battery using the negative electrode mixture. The 2nd step (S102) which manufactures.

図2は、リチウムイオン二次電池の製造方法の概略を示すフローチャートである。図2に示すように、当該製造方法は、負極製造ステップ(S100)、正極製造ステップ(S200)、電極群製造ステップ(S300)、ケース収容ステップ(S400)、注液ステップ(S500)および初期充放電ステップ(S600)を備える。   FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a lithium ion secondary battery. As shown in FIG. 2, the manufacturing method includes a negative electrode manufacturing step (S100), a positive electrode manufacturing step (S200), an electrode group manufacturing step (S300), a case housing step (S400), a liquid injection step (S500), and an initial charging step. A discharging step (S600) is provided.

《負極製造ステップ(S100)》
負極製造ステップでは、前述したリチウムイオン二次電池用負極の製造方法に従って、負極を製造する。ここでは同じ説明を繰り返さない。
<< Negative Electrode Manufacturing Step (S100) >>
In the negative electrode manufacturing step, a negative electrode is manufactured according to the above-described method for manufacturing a negative electrode for a lithium ion secondary battery. The same description is not repeated here.

《正極製造ステップ(S200)》
正極製造ステップでは、正極を製造する。まず、正極活物質、導電材および結着材等を含有する正極合材を調製する。正極活物質は、特に限定されない。正極活物質は、たとえばLiCoO2、LiNiO2、一般式LiNiaCob2(ただし式中、a+b=1、0<a<1、0<b<1である。)で表される化合物、LiMnO2、LiMn24、一般式LiNiaCobMnc2(ただし式中、a+b+c=1、0<a<1、0<b<1、0<c<1である。)で表される化合物、LiFePO4等でよい。一般式LiNiaCobMnc2で表される化合物としては、たとえばLiNi1/3Co1/3Mn1/32等が挙げられる。正極合材は、正極活物質を、たとえば80〜98質量%程度含有するように調製される。
<< Positive electrode manufacturing step (S200) >>
In the positive electrode manufacturing step, a positive electrode is manufactured. First, a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and the like is prepared. The positive electrode active material is not particularly limited. The positive electrode active material is, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , a compound represented by the general formula LiNi a Co b O 2 (wherein a + b = 1, 0 <a <1, 0 <b <1), LiMnO 2, LiMn 2 O 4, ( a proviso Shikichu, a + b + c = 1,0 <a <1,0 <b <1,0 <c <1.) the general formula LiNi a Co b Mn c O 2 in Table Or a compound such as LiFePO 4 . Examples of the compound represented by the general formula LiNi a Co b Mn c O 2 include LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 . The positive electrode mixture is prepared so as to contain, for example, about 80 to 98% by mass of the positive electrode active material.

導電材は、たとえばアセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類でよい。正極合材は、導電材を、たとえば1〜10質量%程度含有するように調製される。結着材は、たとえばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、PTFE等でよい。正極合材は、結着材を、たとえば1〜10質量%程度含有するように調製される。   The conductive material may be carbon blacks such as acetylene black and thermal black. The positive electrode mixture is prepared so as to contain, for example, about 1 to 10% by mass of a conductive material. The binder may be, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), PTFE, or the like. The positive electrode mixture is prepared so as to contain, for example, about 1 to 10% by mass of the binder.

前述した負極合材の調製と同様に、正極合材の調製にもプラネタリミキサ等の混合装置を用いることができる。溶媒には、たとえばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等を用いることができる。   Similar to the preparation of the negative electrode mixture described above, a mixing apparatus such as a planetary mixer can be used for the preparation of the positive electrode mixture. For example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) can be used as the solvent.

正極合材を調製した後、たとえば正極合材を正極集電体上に塗着することにより、正極を製造できる。正極合材が塗料化されている場合、たとえばダイコータ等を用いて、該塗料を正極集電体上に塗工し、乾燥させればよい。正極集電体は、たとえばアルミニウム(Al)箔等である。塗着後の正極合材、すなわち正極合材層を圧縮してもよい。圧縮には、たとえばロール圧延機を用いることができる。その後、全体を所定の寸法に切断することにより、正極を製造することができる。切断には、たとえばスリッタ等を用いることができる。   After preparing the positive electrode mixture, the positive electrode can be produced, for example, by coating the positive electrode mixture on the positive electrode current collector. When the positive electrode mixture is made into a paint, the paint may be applied on the positive electrode current collector using, for example, a die coater and dried. The positive electrode current collector is, for example, an aluminum (Al) foil. The positive electrode mixture after coating, that is, the positive electrode mixture layer may be compressed. For the compression, for example, a roll mill can be used. Then, a positive electrode can be manufactured by cutting the whole into a predetermined dimension. For example, a slitter or the like can be used for cutting.

図4は、正極の構成の一例を示す概略図である。正極200は、帯状のシート部材である。正極200は、正極集電体201と、正極集電体201上に配置された正極合材202とを備える。正極合材202は、正極集電体201の両主面上に配置されている。正極集電体201が正極合材202から露出した露出部203は、外部端子との接続のために設けられている。正極集電体201上において、正極合材202は、正極合材層を構成している。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the positive electrode. The positive electrode 200 is a strip-shaped sheet member. The positive electrode 200 includes a positive electrode current collector 201 and a positive electrode mixture 202 disposed on the positive electrode current collector 201. The positive electrode mixture 202 is disposed on both main surfaces of the positive electrode current collector 201. The exposed portion 203 where the positive electrode current collector 201 is exposed from the positive electrode mixture 202 is provided for connection to an external terminal. On the positive electrode current collector 201, the positive electrode mixture 202 constitutes a positive electrode mixture layer.

《電極群製造ステップ(S300)》
電極群製造ステップでは、電極群を製造する。図5は、電極群の構成の一例を示す概略図である。図5に示すように、電極群800は、セパレータ300を挟んで、負極100と正極200とを積層し、さらにこれらを巻回することにより、製造される。電極群の製造には、巻回装置を用いることができる。電極群は、巻回後、たとえば平板プレス機等を用いて扁平状に成形してもよい。
<< Electrode Group Manufacturing Step (S300) >>
In the electrode group manufacturing step, an electrode group is manufactured. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the electrode group. As shown in FIG. 5, the electrode group 800 is manufactured by laminating the negative electrode 100 and the positive electrode 200 with the separator 300 interposed therebetween, and further winding them. A winding device can be used to manufacture the electrode group. After winding, the electrode group may be formed into a flat shape using, for example, a flat plate press.

セパレータ300は、たとえばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等からなる微多孔膜でよい。セパレータは、単層構造でもよいし、多層構造でもよい。セパレータは、たとえばPPの微多孔膜と、PEの微多孔膜とがPP/PE/PPの順で積層された3層構造を有していてもよい。セパレータは、その表面に無機フィラー(たとえばアルミナ等)を含有する耐熱層を有していてもよい。   Separator 300 may be a microporous film made of, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), or the like. The separator may have a single layer structure or a multilayer structure. The separator may have a three-layer structure in which, for example, a PP microporous film and a PE microporous film are laminated in the order of PP / PE / PP. The separator may have a heat resistant layer containing an inorganic filler (for example, alumina or the like) on its surface.

《ケース収容ステップ(S400)》
ケース収容ステップでは、電池ケースに電極群を収容する。図6は、リチウムイオン二次電池の構成の一例を示す概略図である。電池ケース500は、角形の外形を呈する。電池ケースは、たとえば有底角形のケース本体と、蓋とから構成される。電池ケース500の材質は、たとえばAl合金等でよい。電池ケース500は、外部端子501,502を備える。電池ケース500には、注液口、安全弁、電流遮断機構等が設けられていてもよい。電極群800は、電池ケース500に収容される。収容時、電極群800は、露出部103,203において、外部端子501,502と接続される。
<< Case Accommodation Step (S400) >>
In the case housing step, the electrode group is housed in the battery case. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of a lithium ion secondary battery. The battery case 500 has a rectangular outer shape. The battery case is composed of, for example, a bottomed rectangular case body and a lid. The material of the battery case 500 may be, for example, an Al alloy. The battery case 500 includes external terminals 501 and 502. The battery case 500 may be provided with a liquid injection port, a safety valve, a current interruption mechanism, and the like. The electrode group 800 is housed in the battery case 500. When housed, the electrode group 800 is connected to the external terminals 501 and 502 at the exposed portions 103 and 203.

《注液ステップ(S500)》
注液ステップでは、電池ケースに電解液を注入する。電解液600は、たとえば電池ケース500に設けられた注液口から注入することができる。注液後、所定の手段(たとえばレーザ溶接等)で、電池ケースを密閉する。
<< Liquid injection step (S500) >>
In the liquid injection step, an electrolytic solution is injected into the battery case. The electrolytic solution 600 can be injected from a liquid injection port provided in the battery case 500, for example. After the injection, the battery case is sealed with a predetermined means (for example, laser welding).

電解液は、非プロトン性溶媒に、支持塩としてLi塩を溶解させた液体電解質である。非プロトン性溶媒は、たとえばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)およびγ−ブチロラクトン(γBL)等の環状カーボネート類、ならびにジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)およびジエチルカーボネート(DEC)等の鎖状カーボネート類等が挙げられる。これらの非プロトン性溶媒を2種以上混合して混合溶媒としてもよい。混合溶媒において、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との体積比は、たとえば環状カーボネート類:鎖状カーボネート類=1:9〜5:5程度でよい。かかる範囲において、電気伝導率と電気化学的な安定性とのバランスが良い。   The electrolytic solution is a liquid electrolyte in which a Li salt is dissolved as a supporting salt in an aprotic solvent. Examples of aprotic solvents include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and γ-butyrolactone (γBL), and dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC). And chain carbonates such as diethyl carbonate (DEC). Two or more of these aprotic solvents may be mixed to form a mixed solvent. In the mixed solvent, the volume ratio between the cyclic carbonates and the chain carbonates may be, for example, about cyclic carbonates: chain carbonates = 1: 9 to 5: 5. In such a range, the balance between electrical conductivity and electrochemical stability is good.

Li塩は、たとえばヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、ヘキサフロオロ砒酸リチウム(LiAsF6)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〔Li(CF3SO22N:略称「LiTFSI」〕、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド〔Li(FSO22N:略称「LiFSI」〕、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)等でよい。2種以上のLi塩を併用してもよい。電解液中のLi塩濃度は、たとえば0.5〜2.0mоl/l程度でよい。 Examples of the Li salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), and lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide. [Li (CF 3 SO 2 ) 2 N: abbreviation “LiTFSI”], lithium bis (fluorosulfonyl) imide [Li (FSO 2 ) 2 N: abbreviation “LiFSI”], lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ) Etc. Two or more Li salts may be used in combination. The Li salt concentration in the electrolytic solution may be, for example, about 0.5 to 2.0 mol / l.

電解液は、前述したVCおよびLiBOB等の被膜形成剤、ならびにシクロヘキシルベンゼン(CHB)、ビフェニル(BP)等のガス発生剤等を含有していてもよい。   The electrolytic solution may contain a film forming agent such as VC and LiBOB described above, and a gas generating agent such as cyclohexylbenzene (CHB) and biphenyl (BP).

《初期充放電ステップ(S600)》
初期充放電ステップでは、初回の充放電を行う。このとき本実施形態の負極合材が、被膜形成剤を含有する場合には、被膜形成剤が還元分解され、負極活物質の表面に、被膜形成剤に由来する被膜が形成される。
<< Initial charge / discharge step (S600) >>
In the initial charge / discharge step, the first charge / discharge is performed. At this time, when the negative electrode mixture of the present embodiment contains a film forming agent, the film forming agent is reduced and decomposed, and a film derived from the film forming agent is formed on the surface of the negative electrode active material.

換言すれば、リチウムイオン二次電池の製造方法は、負極合材に含有される被膜形成剤を電気化学的に還元分解することにより、負極活物質の表面に、該被膜形成剤に由来する被膜を形成するステップを含み得る。前述のように当該被膜には、タングステン酸リチウムの溶出抑制効果等が期待できる。   In other words, the method for producing a lithium ion secondary battery includes a film derived from the film forming agent on the surface of the negative electrode active material by electrochemically reducing and decomposing the film forming agent contained in the negative electrode mixture. Can be included. As described above, the coating film can be expected to have an effect of suppressing elution of lithium tungstate.

このステップでは、たとえば低い電流値によるフルレンジ充放電サイクルを1〜3回程度行うとよい。充電および放電は、たとえばCCCV方式とするとよい。具体的な充放電サイクル条件は、たとえば次のとおりである。   In this step, for example, a full range charge / discharge cycle with a low current value may be performed about 1 to 3 times. Charging and discharging may be performed using the CCCV method, for example. Specific charge / discharge cycle conditions are, for example, as follows.

充電条件:CC電流値=0.1C、CV電圧=4.1V、カット電流値=0.01C
放電条件:CC電流値=0.1C、CV電圧=3.0V、カット電流値=0.01C。
Charging conditions: CC current value = 0.1C, CV voltage = 4.1V, cut current value = 0.01C
Discharge conditions: CC current value = 0.1 C, CV voltage = 3.0 V, cut current value = 0.01 C.

ここで、電流値の単位「C」は電池の定格容量を1時間で放電しきる電流値を示す。また「CC」は定電流を示し、「CV」は定電圧を示し、「CCCV方式」は定電流−定電圧方式を示す。   Here, the unit “C” of the current value indicates a current value at which the rated capacity of the battery can be discharged in one hour. “CC” indicates a constant current, “CV” indicates a constant voltage, and “CCCV method” indicates a constant current-constant voltage method.

以上のステップを経ることにより、リチウムイオン二次電池1000を製造することができる。   Through the above steps, the lithium ion secondary battery 1000 can be manufactured.

<リチウムイオン二次電池>
以上の製造方法で製造されたリチウムイオン二次電池においては、負極が、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を備え、負極合材が、タングステン酸リチウムを0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有する。したがって当該リチウムイオン二次電池は、Li析出耐性が向上したリチウムイオン二次電池である。Li析出耐性の向上により、たとえば充電電流の上限を従来よりも高く設定することができる。これにより、回生電力の回収効率の向上あるいは充電時間の短縮等が期待できる。
<Lithium ion secondary battery>
In the lithium ion secondary battery manufactured by the above manufacturing method, the negative electrode includes a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate, and the negative electrode mixture exceeds lithium tungstate by 0 μmol / g. Contains up to 201 μmol / g. Therefore, the lithium ion secondary battery is a lithium ion secondary battery with improved Li deposition resistance. By improving the Li precipitation resistance, for example, the upper limit of the charging current can be set higher than before. This can be expected to improve the recovery efficiency of regenerative power or shorten the charging time.

リチウムイオン二次電池において、負極を構成する負極合材は、被膜形成剤に由来する被膜を含有することが好ましい。被膜は、VCまたはLiBOBの少なくともいずれかに由来することが好ましい。被膜は、負極活物質の表面に付着していることが好ましい。被膜は、タングステン酸リチウムにも付着していることが好ましい。すなわち負極合材は、負極活物質およびタングステン酸リチウムに付着した被膜を含有することが好ましい。当該被膜には、タングステン酸リチウムを負極活物質の表面に固定する効果が期待できる。また当該被膜には、たとえば高温保存時に、タングステン酸リチウムの溶出を抑制する効果が期待できる。   In the lithium ion secondary battery, the negative electrode mixture constituting the negative electrode preferably contains a film derived from the film forming agent. The coating is preferably derived from at least one of VC and LiBOB. The coating is preferably attached to the surface of the negative electrode active material. It is preferable that the coating also adheres to lithium tungstate. That is, the negative electrode mixture preferably contains a negative electrode active material and a film attached to lithium tungstate. The coating can be expected to have an effect of fixing lithium tungstate to the surface of the negative electrode active material. In addition, the coating can be expected to have an effect of suppressing elution of lithium tungstate, for example, during high temperature storage.

以上の特徴に基づき、当該リチウムイオン二次電池は、車載用途に好適と考えられる。リチウムイオン二次電池の定格容量は、たとえば1〜30Ah程度(典型的には4〜25Ah程度)である。   Based on the above characteristics, the lithium ion secondary battery is considered suitable for in-vehicle use. The rated capacity of the lithium ion secondary battery is, for example, about 1 to 30 Ah (typically about 4 to 25 Ah).

以上、角形電池を例にとって本実施形態を説明した。ただし上記の説明はあくまで一例であり、本実施形態は角形電池に限定されない。本実施形態は、たとえば円筒形電池、ラミネート式電池等に適用してもよい。電極群も巻回型に限定されない。電極群は、積層型(「スタック型」とも称される)としてもよい。   In the above, this embodiment was demonstrated taking the square battery as an example. However, the above description is merely an example, and the present embodiment is not limited to the prismatic battery. This embodiment may be applied to, for example, a cylindrical battery, a laminated battery, and the like. The electrode group is not limited to a wound type. The electrode group may be a stacked type (also referred to as “stacked type”).

以下、実施例を用いて本実施形態を説明するが、本実施形態はこれらの例に限定されるものではない。   Hereinafter, although this embodiment is described using an example, this embodiment is not limited to these examples.

<実験1:負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量の検討>
実験1では、タングステン酸リチウムの含有量の検討を行った。具体的には、以下のようにNo.1〜No.21に係る負極ならびにこれを用いた電池(定格容量5Ah)を製造し、Li析出耐性を評価した。
<Experiment 1: Examination of Lithium Tungstate Content in Negative Electrode Mixture>
In Experiment 1, the content of lithium tungstate was examined. Specifically, No. 1 is as follows. 1-No. The negative electrode concerning 21 and the battery (rated capacity 5Ah) using this were manufactured, and Li precipitation tolerance was evaluated.

《No.1》
1.負極製造ステップ(S100)
1−1.第1ステップ(S101)
まず以下の材料を準備した
負極活物質:非晶質コート球形化天然黒鉛
(BET比表面積=2.9m2/g、平均粒径=10μm)
タングステン酸リチウム:Li2WO4(平均粒径=3μm)
増粘材 :CMC−Na
結着材 :SBR
溶媒 :水
負極集電体:Cu箔
ここで、「非晶質コート球形化天然黒鉛」とは、球形化処理が施された天然黒鉛粒子に、非晶質炭素による被覆処理をさらに施した複合粒子を示している。
<< No. 1 >>
1. Negative electrode manufacturing step (S100)
1-1. First step (S101)
First, the following materials were prepared: Negative electrode active material: amorphous coated spheroidized natural graphite
(BET specific surface area = 2.9 m 2 / g, average particle size = 10 μm)
Lithium tungstate: Li 2 WO 4 (average particle size = 3 μm)
Thickener: CMC-Na
Binder: SBR
Solvent: Water Negative electrode current collector: Cu foil Here, “amorphous coated spheroidized natural graphite” refers to a composite in which spheroidized natural graphite particles are further coated with amorphous carbon Shows particles.

1−1−1.固練りステップ
プラネタリミキサの混合容器に、次の配合で各材料を投入した
増粘材 :1質量%(最終的な負極合材に対する値)
タングステン酸リチウム:20μmоl/g(最終的な負極合材に対する値)
負極活物質:残部(最終的な負極合材に対する値)。
1-1-1. Solidification step Each material was added to the mixing vessel of the planetary mixer with the following composition. Thickener: 1% by mass (value relative to the final negative electrode mixture)
Lithium tungstate: 20 μmol / g (value for the final negative electrode composite)
Negative electrode active material: remainder (value with respect to final negative electrode mixture).

混合容器に、混合物の固形分比率が65質量%となるように、溶媒を加え、固練りを行った。   A solvent was added to the mixing container and the mixture was kneaded so that the solid content ratio of the mixture was 65% by mass.

1−1−2.希釈分散ステップ
次いで、混合物の固形分比率が50質量%となるように、溶媒を追加し、さらに混合した。このとき、1質量%(最終的な負極合材に対する値)の結着材も混合物に追加した。
1-1-2. Dilution and dispersion step Next, a solvent was added and further mixed so that the solid content ratio of the mixture was 50% by mass. At this time, 1% by mass (value relative to the final negative electrode mixture) was also added to the mixture.

以上より、少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を調製した。当該負極合材は塗料化されたものである。   From the above, a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate was prepared. The negative electrode mixture is made into a paint.

1−2.第2ステップ(S102)
ダイコータを用いて、上記で得た塗料を負極集電体の両主面上に塗工し、乾燥させた。ロール圧延機を用いて、乾燥後の負極合材を圧縮した。さらにスリッタを用いて所定の寸法に切断した。以上より、図3に示す負極100を製造した。
1-2. Second step (S102)
Using the die coater, the paint obtained above was applied onto both main surfaces of the negative electrode current collector and dried. The negative electrode mixture after drying was compressed using a roll mill. Furthermore, it cut | disconnected to the predetermined dimension using the slitter. From the above, the negative electrode 100 shown in FIG. 3 was manufactured.

2.正極製造ステップ(S200)
以下の材料を用いて、図4に示す正極200を製造した。正極合材の配合は、質量比で正極活物質:導電材:結着材=90:8:2とした。
2. Positive electrode manufacturing step (S200)
The positive electrode 200 shown in FIG. 4 was manufactured using the following materials. The composition of the positive electrode mixture was positive electrode active material: conductive material: binder = 90: 8: 2 by mass ratio.

正極活物質:LiNi1/3Co1/3Mn1/32
導電材 :アセチレンブラック
結着材 :PVdF
溶媒 :NMP
正極集電体:Al箔。
Cathode active material: LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2
Conductive material: Acetylene black Binder: PVdF
Solvent: NMP
Positive electrode current collector: Al foil.

3.電極群製造ステップ(S300)
PP/PE/PPの3層構造を有するセパレータを準備した。巻回装置を用いて、セパレータを挟んで、負極と正極とを積層し、さらにこれらを巻回した。巻回後、平板プレス機を用いて、電極群を扁平状に成形した。これにより、図5に示す電極群800を製造した。
3. Electrode group manufacturing step (S300)
A separator having a three-layer structure of PP / PE / PP was prepared. Using a winding device, a negative electrode and a positive electrode were laminated with a separator interposed therebetween, and these were further wound. After winding, the electrode group was formed into a flat shape using a flat plate press. Thereby, the electrode group 800 shown in FIG. 5 was manufactured.

4.ケース収容ステップ(S400)
図6に示す角形の電池ケース500を準備した。電極群800を外部端子501,502と接続し、電極群800を電池ケース500に収容した。
4). Case accommodation step (S400)
A rectangular battery case 500 shown in FIG. 6 was prepared. The electrode group 800 was connected to the external terminals 501 and 502, and the electrode group 800 was accommodated in the battery case 500.

5.注液ステップ(S500)
以下の組成の電解液600を電池ケース500に注入した。注入後、電池ケース500を密閉した
Li塩:LiPF6(1.1mоl/l)
溶媒 :[EC:DMC:EMC=3:4:3(体積比)]。
5). Injection step (S500)
An electrolytic solution 600 having the following composition was injected into the battery case 500. After injection, the battery case 500 was sealed Li salt: LiPF 6 (1.1 mol / l)
Solvent: [EC: DMC: EMC = 3: 4: 3 (volume ratio)].

6.初期充放電ステップ(S600)
以下の条件の充放電サイクルを3サイクル実行した。今回の実験では、3サイクル目の放電容量を初期容量とした
充電条件:CC電流値=0.1C、CV電圧=4.1V、カット電流値=0.01C
放電条件:CC電流値=0.1C、CV電圧=3.0V、カット電流値=0.01C。
6). Initial charge / discharge step (S600)
Three charge / discharge cycles under the following conditions were executed. In this experiment, the discharge capacity at the third cycle is the initial capacity. Charging conditions: CC current value = 0.1 C, CV voltage = 4.1 V, cut current value = 0.01 C
Discharge conditions: CC current value = 0.1 C, CV voltage = 3.0 V, cut current value = 0.01 C.

以上より、No.1に係る負極およびこれを用いた電池を製造した。
《No.2〜No.21》
表1に示すように、負極活物質のBET比表面積およびタングステン酸リチウムの含有量を変更することを除いては、No.1と同様にして、No.2〜No.21に係る負極およびこれを用いた電池を製造した。
From the above, no. A negative electrode according to 1 and a battery using the same were manufactured.
<< No. 2-No. 21 >>
As shown in Table 1, except that the BET specific surface area of the negative electrode active material and the content of lithium tungstate were changed, No. 1 was obtained. In the same manner as in No. 1, 2-No. A negative electrode according to 21 and a battery using the same were manufactured.

表1中、タングステン酸リチウムを含有しないか、またはタングステン酸リチウムの含有量が201μmоl/gを超える、No.7、No.13、No.14、No.20、No.21が比較例であり、それ以外が実施例である。   In Table 1, no lithium tungstate is contained or the content of lithium tungstate exceeds 201 μmol / g. 7, no. 13, no. 14, no. 20, no. 21 is a comparative example, and the others are examples.

《電池性能の評価》
電池の限界電流値を指標として、電池のLi析出耐性を評価した。限界電流値の測定手順は、次のとおりである。
<Evaluation of battery performance>
Using the limit current value of the battery as an index, the Li deposition resistance of the battery was evaluated. The procedure for measuring the limit current value is as follows.

まず、第1電流値で20秒間のパルス充電と、20秒間のパルス放電との組み合わせを1サイクルとするパルス充放電サイクルを100サイクル行う。100サイクル後、初期容量と同様にして、サイクル後容量を測定する。サイクル後容量を初期容量で除することにより、容量維持率(百分率)を算出する。容量維持率が90%以上であれば、電流値を第1電流値よりも大きい第2電流値(たとえば第1電流値の1.1倍程度とする)に変更して、上記と同様にパルス充放電サイクルと容量維持率の算出とを行う。   First, 100 pulse charge / discharge cycles in which the combination of pulse charge for 20 seconds at the first current value and pulse discharge for 20 seconds are taken as one cycle are performed. After 100 cycles, the post-cycle capacity is measured in the same manner as the initial capacity. The capacity retention rate (percentage) is calculated by dividing the post-cycle capacity by the initial capacity. If the capacity maintenance ratio is 90% or more, the current value is changed to a second current value larger than the first current value (for example, about 1.1 times the first current value), and the pulse is changed in the same manner as described above. The charge / discharge cycle and the capacity maintenance rate are calculated.

これらの操作を繰り返すことにより、容量維持率が90%を維持できる限界の電流値、すなわち限界電流値を求める。パルス充放電サイクルに伴う容量維持率の低下は、Li析出によると考えられる。したがって、限界電流値が大きいことは、大きな充電電流であってもLi析出が起こり難いこと、すなわちLi析出耐性が良好であることを示している。   By repeating these operations, a limit current value at which the capacity maintenance ratio can be maintained at 90%, that is, a limit current value is obtained. It is considered that the decrease in capacity retention rate accompanying the pulse charge / discharge cycle is due to Li precipitation. Therefore, a large limit current value indicates that Li precipitation hardly occurs even with a large charging current, that is, Li precipitation resistance is good.

測定結果を表1および図7に示す。表1中、No.1〜No.7の「限界電流値の比」の欄に示す数値は、負極合材がLi2WO4を含有しないNo.7の限界電流値を1とし、これに対する相対値(無次元数)を示している。 The measurement results are shown in Table 1 and FIG. In Table 1, No. 1-No. The numerical value shown in the column of “limit current value ratio” in No. 7 is No. in which the negative electrode mixture does not contain Li 2 WO 4 . The limit current value of 7 is 1, and the relative value (dimensionless number) is shown.

No.8〜No.14の「限界電流値の比」の欄に示す数値は、負極合材がLi2WO4を含有しないNo.14の限界電流値を1とし、これに対する相対値を示している。 No. 8-No. No. 14 in the “Ratio of limit current value” column is No. in which the negative electrode mixture does not contain Li 2 WO 4 . The limit current value of 14 is 1, and the relative value is shown.

No.15〜No.21の「限界電流値の比」の欄に示す数値は、負極合材がLi2WO4を含有しないNo.21の限界電流値を1とし、これに対する相対値を示している。 No. 15-No. The numerical values shown in the column “Ratio of limit current values” in No. 21 are No. in which the negative electrode mixture does not contain Li 2 WO 4 . The limit current value of 21 is 1, and the relative value is shown.

《結果と考察》
図7は、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量と、限界電流値との関係を示すグラフである。図7の縦軸は、「No.1〜No.7」、「No.8〜No.14」および「No.15〜No.21」の各サンプル群において、Li2WO4を含有しないサンプルの限界電流値を1とし、これに対する相対値を示している。図7の横軸は、負極合材におけるLi2WO4の含有量を示している。
"Results and discussion"
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture and the limit current value. The vertical axis of FIG. 7, "No.1~No.7", in each sample group "No.8~No.14" and "No.15~No.21", containing no Li 2 WO 4 Sample The limiting current value of 1 is 1, and the relative value is shown. The horizontal axis of FIG. 7 shows the content of Li 2 WO 4 in the negative electrode mixture.

表1および図7より、負極合材にLi2WO4を含有させることにより、限界電流値が高くなることが分かる。タングステン酸リチウムの存在により、負極活物質の周囲においてLiイオンが増え、なおかつ負極活物質の反応性が向上するためと考えられる。ただし、Li2WO4の含有量が201μmоl/gを超えると、限界電流値がむしろ低下している。したがってLi2WO4の含有量は201μmоl/g以下であることを要する。 From Table 1 and FIG. 7, it can be seen that the limit current value is increased by adding Li 2 WO 4 to the negative electrode mixture. This is probably because the presence of lithium tungstate increases Li ions around the negative electrode active material and improves the reactivity of the negative electrode active material. However, when the content of Li 2 WO 4 exceeds 201 μmol / g, the limit current value is rather lowered. Therefore, the Li 2 WO 4 content needs to be 201 μmol / g or less.

今回の実験では、Li2WO4の含有量が、20μmоl/g以上である範囲において、その効果が大きいことを確認できた。したがって、負極合材におけるLi2WO4の含有量は、20μmоl/g以上が好ましいと考えられる。 In this experiment, it was confirmed that the effect was large in the range where the content of Li 2 WO 4 was 20 μmol / g or more. Therefore, it is considered that the content of Li 2 WO 4 in the negative electrode mixture is preferably 20 μmol / g or more.

表1および図7より、限界電流値の向上幅は、負極合材におけるLi2WO4の含有量が、20μmоl/g以上135μmоl/g以下である場合に、より大きい傾向にある。さらに負極合材におけるLi2WO4の含有量が、20μmоl/g以上80μmоl/g以下である場合には、限界電流値の向上幅がよりいっそう大きくなっている。表1および図7より、最も大きな効果が期待できる範囲は、32μmоl/g以上64μmоl/g以下の範囲であると考えられる。 From Table 1 and FIG. 7, the improvement width of the limiting current value tends to be larger when the content of Li 2 WO 4 in the negative electrode mixture is 20 μmol / g or more and 135 μmol / g or less. Further, when the content of Li 2 WO 4 in the negative electrode composite is 20 μmol / g or more and 80 μmol / g or less, the improvement range of the limit current value is further increased. From Table 1 and FIG. 7, the range where the greatest effect can be expected is considered to be a range of 32 μmol / g or more and 64 μmol / g or less.

<実験2:負極合材における被膜形成剤の含有量の検討>
実験2では、被膜形成剤の含有量の検討を行った。具体的には、以下のようにNo.22〜No.28に係る負極ならびにこれを用いた電池を製造し、保存後のLi析出耐性を評価した。
<Experiment 2: Examination of content of film forming agent in negative electrode mixture>
In Experiment 2, the content of the film forming agent was examined. Specifically, No. 1 is as follows. 22-No. A negative electrode according to No. 28 and a battery using the same were manufactured, and the Li deposition resistance after storage was evaluated.

《No.22〜No.28》
No.22〜28では、BET比表面積が4.1m2/gである負極活物質を用い、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量は43μmоl/gとした。
<< No. 22-No. 28 >>
No. 22 to 28, a negative electrode active material having a BET specific surface area of 4.1 m 2 / g was used, and the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture was 43 μmol / g.

被膜形成剤として、ビニレンカーボネート(VC)を準備した。VCは、固練りステップにおいて、負極活物質等と共に、混合物に追加した。表2に示すように、各サンプルにおいて、VCの量を変更して、各種負極合材を調製した。表2中、「(VCの含有量)÷(Li2WO4の含有量)」の欄に示す数値は、負極合材におけるビニレンカーボネートの含有量を、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値(無次元数)を示している。これらを除いては前述のNo.1と同様にして、No.22〜No.28に係る負極およびこれを用いた電池を製造した。No.22〜No.28はいずれも実施例である。 Vinylene carbonate (VC) was prepared as a film forming agent. VC was added to the mixture along with the negative electrode active material and the like in the kneading step. As shown in Table 2, various negative electrode composites were prepared by changing the amount of VC in each sample. In Table 2, the numerical value shown in the column of “(VC content) ÷ (Li 2 WO 4 content)” is the content of vinylene carbonate in the negative electrode mixture, and the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture. The value (dimensionless number) divided by. Except these, the above-mentioned No. In the same manner as in No. 1, 22-No. A negative electrode according to No. 28 and a battery using the same were manufactured. No. 22-No. 28 is an example.

《電池性能の評価》
実験1と同様にして、初期の限界電流値を測定した。結果を表2に示す。表2中、「初期」の欄に示す「限界電流値の比」は、No.25の初期の限界電流値を1とし、これに対する相対値(無次元数)を示している。
<Evaluation of battery performance>
In the same manner as in Experiment 1, the initial limit current value was measured. The results are shown in Table 2. In Table 2, “Limit current value ratio” shown in the “Initial” column is “No. The initial limit current value of 25 is 1, and the relative value (dimensionless number) is shown.

初期の限界電流値を測定した後、実験2では、以下のようにして高温保存後の限界電流値を測定した。電池のSOC(State оf charge)を80%に調整した。60℃に設定された恒温槽内に電池を配置した。この状態で電池を60日間保管した。60日経過後、初期と同様にして、限界電流値を測定した。結果を表2および図8に示す。表2中「高温保存後」の欄に示す「限界電流値の比」は、No.25の初期の限界電流値を1とし、これに対する相対値を示している。   After measuring the initial limit current value, in Experiment 2, the limit current value after high-temperature storage was measured as follows. The SOC (state of charge) of the battery was adjusted to 80%. The battery was placed in a thermostat set to 60 ° C. In this state, the battery was stored for 60 days. After 60 days, the limit current value was measured in the same manner as in the initial stage. The results are shown in Table 2 and FIG. The “ratio of limit current values” shown in the column “After high temperature storage” in Table 2 is “No. The initial limit current value of 25 is 1, and the relative value is shown.

《結果と考察》
図8は、負極合材におけるVCの含有量を、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値と、高温保存後の限界電流値との関係を示すグラフである。図8の縦軸は、No.25の初期の限界電流値を1とし、これに対する相対値を示している。図8の横軸は、負極合材におけるVCの含有量を、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値を示している。
"Results and discussion"
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a value obtained by dividing the content of VC in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture, and a limit current value after high-temperature storage. The vertical axis in FIG. The initial limit current value of 25 is 1, and the relative value is shown. The horizontal axis of FIG. 8 shows a value obtained by dividing the content of VC in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture.

表2および図8から、負極合材におけるVCの含有量を、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値が、0.85以上1.2以下となるように、負極合材を調製することにより、高温保存後のLi析出耐性の低下を大幅に抑制できることが分かる。VCに由来する被膜により、タングステン酸リチウムの溶出が抑制されるためと考えられる。   From Table 2 and FIG. 8, the negative electrode mixture was adjusted so that the value obtained by dividing the content of VC in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture was 0.85 or more and 1.2 or less. It turns out that the fall of Li precipitation tolerance after high temperature storage can be suppressed significantly by preparing. It is thought that the elution of lithium tungstate is suppressed by the coating derived from VC.

表2および図8から、負極合材におけるVCの含有量を、負極合材におけるタングステン酸リチウムの含有量で除した値は、0.90以上1.2以下の範囲がより好ましいと考えられる。   From Table 2 and FIG. 8, it is considered that the value obtained by dividing the content of VC in the negative electrode mixture by the content of lithium tungstate in the negative electrode mixture is more preferably in the range of 0.90 to 1.2.

なお今回の実験では、被膜形成剤としてVCを用いたが、LiBOBを用いても同様の効果が期待できる。   In this experiment, VC was used as the film forming agent, but the same effect can be expected even when LiBOB is used.

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

100 負極(リチウムイオン二次電池用負極)、101 負極集電体、102 負極合材、103,203 露出部、200 正極、201 正極集電体、202 正極合材、300 セパレータ、500 電池ケース、501,502 外部端子、600 電解液、800 電極群、1000 リチウムイオン二次電池。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Negative electrode (negative electrode for lithium ion secondary batteries), 101 Negative electrode collector, 102 Negative electrode compound material, 103,203 Exposed part, 200 Positive electrode, 201 Positive electrode current collector, 202 Positive electrode compound material, 300 Separator, 500 Battery case, 501,502 External terminal, 600 electrolytic solution, 800 electrode group, 1000 lithium ion secondary battery.

Claims (8)

少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を調製する第1ステップと、
前記負極合材を用いてリチウムイオン二次電池用負極を製造する第2ステップと、を備え、
前記第1ステップにおいて、前記負極合材が前記タングステン酸リチウムを0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有するように、前記負極合材を調製する、リチウムイオン二次電池用負極の製造方法。
A first step of preparing a negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate;
A second step of producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery using the negative electrode mixture,
The manufacturing method of the negative electrode for lithium ion secondary batteries which prepares the said negative electrode compound so that the said negative electrode compound may contain the said lithium tungstate more than 0 micromol / g and 201 micromol / g or less in the said 1st step.
前記第1ステップにおいて、前記負極合材が前記タングステン酸リチウムを20μmоl/g以上含有するように、前記負極合材を調製する、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。   The method for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein in the first step, the negative electrode mixture is prepared so that the negative electrode mixture contains 20 µmol / g or more of the lithium tungstate. 前記第1ステップにおいて、前記負極合材が、電気化学的な還元反応により前記負極活物質の表面に被膜を形成する被膜形成剤をさらに含有するように、前記負極合材を調製する、請求項1または請求項2に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。   In the first step, the negative electrode mixture is prepared so that the negative electrode mixture further contains a film forming agent that forms a film on the surface of the negative electrode active material by an electrochemical reduction reaction. The manufacturing method of the negative electrode for lithium ion secondary batteries of Claim 1 or Claim 2. 前記被膜形成剤は、ビニレンカーボネートである、請求項3に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。   The method for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 3, wherein the film forming agent is vinylene carbonate. 前記第1ステップにおいて、前記負極合材における前記ビニレンカーボネートの含有量を、前記負極合材における前記タングステン酸リチウムの含有量で除した値が、0.85以上1.2以下となるように、前記負極合材を調製する、請求項4に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。   In the first step, a value obtained by dividing the content of the vinylene carbonate in the negative electrode mixture by the content of the lithium tungstate in the negative electrode mixture is 0.85 or more and 1.2 or less. The manufacturing method of the negative electrode for lithium ion secondary batteries of Claim 4 which prepares the said negative electrode compound material. 前記被膜形成剤は、リチウムビス(オキサレート)ボレートである、請求項3に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。   The method for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 3, wherein the film forming agent is lithium bis (oxalate) borate. 少なくとも負極活物質およびタングステン酸リチウムを含有する負極合材を備え、
前記負極合材は、前記タングステン酸リチウムを0μmоl/gを超え201μmоl/g以下含有する、リチウムイオン二次電池用負極。
A negative electrode mixture containing at least a negative electrode active material and lithium tungstate,
The negative electrode composite material is a negative electrode for a lithium ion secondary battery, containing the lithium tungstate in an amount of more than 0 μmol / g and not more than 201 μmol / g.
前記負極合材は、前記タングステン酸リチウムを20μmоl/g以上含有する、請求項7に記載のリチウムイオン二次電池用負極。   The negative electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 7, wherein the negative electrode mixture contains 20 μmol / g or more of the lithium tungstate.
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